摘要:針對目前水果機械化分級效率低、效果差的現狀和機器視覺技術在水果分級檢測的應用前景，提出了利用機器視覺的技術對火龍果進行分級的方法。通過利用CCD攝像機和DSP處理器對火龍果進行缺陷檢測及大小和色度的分級。試驗結果表明:基于機器視覺的火龍果自動分級系統可以高效率、高準確率地實現對火龍果的自動分級，為后續產業化機器視覺水果分級系統提供了技術支持。

　　關鍵詞:機器視覺;火龍果自動分級;缺陷檢測;大小分級;色度分級

　　0引言

　　我國作為農業大國，水果的產量占世界總產量的6%，然而水果的出口價格卻遠遠低于國外同類水果［1－2］。通過分析發現，我國水果產后處理比例和水平較低，導致出售的水果質量良莠不齊，加上產品包裝過于簡陋，水果產品很難進入高端市場。近年來，火龍果由于其具有美容保健的功效而在我國興起，但作為亞熱帶水果，在我國栽培時間比較短，種植面積較少，供需差距較大，其果實不易保存，容易出現爛果、皺皮、失水和變軟等現象，因此對火龍果進行產后處理，分級出售顯得尤為重要。

　　1設計思路

　　1．1設計原理

　　通過參考國家標準和火龍果的產地標準，將白肉火龍果主要分為3個等級，如表1所示。由表1可以看出:火龍果的分級主要通過果徑、果形是否有缺陷和色澤度進行分級，因此火龍果的自動分級系統主要從以上3個方面進行考慮。

　　1．2系統流程

　　火龍果自動分級系統主要由以下4部分組成，即水果傳送機構、光照與攝像系統、機器視覺系統和分級系統，分級流程如圖1所示。該系統基本工作原理:火龍果經由水果傳送機構連續不斷地傳送至光照與攝像系統，攝像頭對水果進行圖像采集;解碼后的圖像數據包括水果的直徑、缺陷和色澤等數據傳送給DSP圖像處理器，將圖像識別的結果與預定的結果進行對比后得出火龍果的等級，將分級結果和水果的位置信息一并傳送給系統分級機構，分級機構將火龍果落入對應等級的料槽內。

　　2分級方法

　　2．1缺陷識別

　　火龍果的缺陷識別通過給定閥值的方法進行。由于火龍果為近似圓形，因此拍攝時其表面灰度差基本相近，如果表面存在缺陷，則出現較大的灰度差。通過規定灰度差的閾值，當超過該閾值時，有缺陷存在;沒有超過該閾值，則沒有缺陷。

　　2．2果徑分級

　　水果的大小是水果分級的重要指標之一，一般將果徑定義為最大橫切面的直徑。火龍果的果徑分級要求如表2所示。

　　3實驗結果分析

　　為驗證水果分級系統的可操作性，取50個不同等級的火龍果分別通過人工和系統進行分級測試，結果如表3所示。

　　由表3可以看出:系統分級效率遠高于人工分級，但是分級結果有差別，共有3個火龍果分級結果不同，通過對這3個火龍果進行二次人工分級鑒別，發現系統分級結果正確。經分析原因得出:人工分級工作量大、分級時間長，導致對于色度的混淆以及對于缺陷的疏漏。

　　4結論

　　基于機器視覺技術設計了火龍果的自動分級系統，該系統主要由水果傳送機構、光照與攝像系統及機器視覺系統和分級系統組成。其中，光照與攝像系統采用CCD攝像機和DSP處理器進行圖像處理，對火龍果的缺陷檢測、大小和色度進行分級。試驗結果表明:基于機器視覺的火龍果分級系統可以高效率、高準確度地對火龍果進行分級。

　　參考文獻:

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　　［4］李慶中，汪樊華．基于計算機視覺的蘋果自動分級系統硬件開發［J］．農業機械學報，2000，31(2):56－59．